Synergie•Terre et espace • Concept 2.1Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. 8
NOM: GROUPE: DATE: 5/5Fiche ACTIVITÉ
TE 2.1
4.Dans l’expérience réalisée par les élèves: a)quel élément représente la limite de l’atmosphère ? b)quels gaz à effet de serre ont été étudiés? c)lequel des gaz étudiés a le plus grand impact sur le réchauffement climatique ? Justifiez votre réponse. 5.À quelle situation chacun des quatre montages correspond-il ? a)Une Terre sans atmosphère: b)Une Terre entourée d’une atmosphère contenant des gaz à effet de serre: c)Une Terre entourée d’une atmosphère où la concentration de gaz à effet de serre est plus élevée: d)L’effet de serre naturel: e)L’effet de serre renforcé: 6.Comment la température se comporte-t-elle dans les montages avec effet de serre renforcé ? 7.Quel lien pouvez-vous établir entre les résultats de l’expérience réalisée pas les élèves et la situation actuelle de réchauffement climatique sur la Terre ? CORRIGÉLe dioxyde de c
arb one (CO
2)
ale plus gr
and imp
act sur le réch
auffement clim
atique, c
ar il présente l
aplus gr
ande
augment
ation de tempér
ature lorsque l
al
ampe est
allumée et l
aplus f
aible diminution de tempér
ature lorsque l
al
ampe est éteinte. L
ab outeille. Le mont
age 2.
Le mont
age 1. Le s mont
ages 3 et 4.
L
av
apeur d’e
au (H
2O
(g)) et le dioxyde de c
arb one (CO
2). Le mont
age 2. Le s mont
ages 3 et 4. L
atempér
ature subit une plus gr
ande
augment
ation lorsque l
al
ampe est
allumée et demeure inch
angée plus longtemps lorsque l
al
ampe est éteinte. En
augment
ant les qu
antités de g
az à effet de serre d
ans l’
atmosphère, on crée un effet de serre renforcé qui
accentue le phénomène du réch
auffement clim
atique.
Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. Synergie•Terre et espace • Concept 2.19L’ effet de serre
Manuel, p. 243 à 245 1.Quel est le processus naturel de réchauffement de l’atmosphère qui fait que certains gaz bloquent une partie de la chaleur en l’emprisonnant temporairement près du sol ? 2.Nommez quatre gaz à effet de serre naturellement présents dans l’atmosphère et indiquez leur formule chimique respective. 3.Quelle serait la température moyenne à la surface de la Terre s’il n’y avait pas d’effet de serre naturel ? 4.Placez les énoncés 1 à 6 dans le schéma ci-dessous. 1L’énergie du rayonnement solaire réchauffe le sol. Celui-ci émet des rayons infrarouges (chaleur) vers l’atmosphère. 2Une partie du rayonnement solaire est réfléchie par l’atmosphère vers l’espace. 3Des rayons infrarouges sont emprisonnés dans l’atmosphère par les gaz à effet de serre. 4Une partie du rayonnement solaire est absorbée par l’atmosphère et atteint la surface terrestre. 5La Terre reçoit de l’énergie solaire. 6Une partie des rayons infrarouges traverse l’atmosphère et atteint l’espace.É
SESTEST
2.1
NOM: GROUPE: DATE: 1/2Fiche SAVOIRS
TE 2.1
CONCEPT
L’effet de serre naturel.Figure 1
Espace Atmosphère Surface de la Terre
CORRIGÉ
L’ effet de serre n
aturel. L
atempér
ature ser
ait d’environ
–18 ° C . 5 4
2 1
6 3
Le dioxyde de c
arb one (CO
2), le méth
ane (C H
4), l
av
apeur d’e
au (H
2O
(g)) et l’oxyde de di
azote (N
2O).
Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. Synergie • TE S2 • Corrigé C5
Synergie•Terre et espace • Concept 2.1Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. 10
L’ effet de serre renforcé
5.Complétez les phrases suivantes. a)L’effet de serre renforcé est le processus de réchauffement de l’atmosphère attribuable à un de gaz à effet de serre. Ces gaz sont issus de l’activité humaine, principalement de l’utilisation des énergies (le , le et le ). b)Les deux gaz à effet de serre dont l’augmentation des concentrations dans l’atmosphère est particulièrement importante sont le (CH4)et l’(N2O). c)Avec des concentrations plus importantes de gaz à effet de serre, l’atmosphère tend à bloquer la chaleur près du sol. Cela provoque une augmentation dela à la surface de la Terre. d)Le gaz utilisé comme valeur étalon en ce qui a trait au potentiel de réchauffement climatique est le(CO2). e)Le gaz ayant le plus grand potentiel de réchauffement climatique est l’(N2O).Son potentiel est de296 à 320 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone (CO2). 6.Complétez le tableau suivant.SESTEST
NOM: GROUPE: DATE: 2/2Fiche SAVOIRS
TE 2.1
La persistance des gaz dans l’atmosphère Gaz à effet de serre (GES)Persistance dans l’atmosphère (en années) Dioxyde de carbone (CO2) Méthane (CH4) Oxyde de diazote (N2O) 7.Indiquez les différences entre l’effet de serre naturel et l’effet de serre renforcé.CORRIGÉ a
ccéléré surplus fossiles ch
arb on pétrole dioxyde de c
arb one oxyde de di
azote
g
az n
aturel méth
ane oxyde de di
azote tempér
ature mo yenne De 50 à 200 10 De 120 à 150 L
aconcentr
ation des g
az à effet de serre d
ans l’
atmosphère est plus élevée d
ans l’effet de serre renforcé que d
ans l’effet de serre n
aturel. Après
avoir
atteint le sol, une plus petite p
artie des r
ayons infr
arouges tr
averse l’
atmosphère et
atteint l’esp
ace, bloqu
ant d
av
ant
age l
ach
aleur , qui reste plus longtemps près du sol. L’
augment
ation de tempér
ature est
aussi plus impor t
ante d
ans l’effet de serre renforcé.
Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. Synergie•Terre et espace • Concept 2.215
NOM: GROUPE: DATE: 1/1Fiche SAVOIRS
TE 2.2 Les masses d’air Manuel, p. 246 à 248 1.Complétez les phrases suivantes. a)Une masse d’air est une partie de l’dont la et l’sont relativement constantes. b)L’air sec est une masse d’air , alors que l’air humide est une masse d’air . c)La formation des nuages et le phénomène de rosée sont en lien étroit avec l’des masses d’air. d)L’humidité relative est le de la quantité maximale de que l’air peut contenir à une donnée. 2.Déterminez la température d’une masse d’air dont le point de rosée est de 10°C et l’humidité, de 70%. Utilisez le graphique de la figure 1 de la fiche ACTIVITÉ . 3.Quelle est l’humidité relative d’une masse d’air contenant 7 g d’eau par kilogramme d’air sec si la quantité maximale d’eau qu’elle peut contenir est de 17,4 g par kilogramme d’air sec? Laissez une trace de votre démarche dans l’encadré ci-dessous.
TE 2.2
É
ATSSTEST
2.2
4.Cochez la bonne réponse. a)Que doit-on faire à la quantité de vapeur d’eau pour maintenir la même humidité relative, en augmentant la température de l’air? L’augmenter. La diminuer. Ne rien faire. b)Pour une valeur d’humidité relative inférieure à 100%, il y a condensation de la vapeur d’eau lorsque la température d’une masse d’air: augmente. diminue. reste constante.CONCEPT
Réponse:40%
HR100%40%7 g/kg 17,5 g/kg
CORRIGÉ atmosphère températurehumidité continental maritime humidité pourcentage vapeur d’eautempérature D’après le graphique, la température de la masse d’air est de 15,6°C. ✗ ✗
Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. Synergie • TE S2 • Corrigé C9
Tropique Équateur Tropique Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. Synergie•Terre et espace • Concept 2.321
La circulation atmosphérique
Manuel, p. 249 à 255La convection
1.Complétez les phrases suivantes. a)Le déplacement de l’air à l’échelle de la planète se nomme . b)L’énergie qui permet à l’air d’être en mouvement vient du . c)En se déplaçant, les masses d’air répartissent et redistribuent de la . d)Le transfert de chaleur qui provoque le déplacement des particules d’un fluide s’appelle la . e)Quand l’air est chauffé, il se . Sa masse volumique et il s’élève. En s’élevant, l’air se refroidit et il se . Sa masse volumique puis il redescend. Ce mouvement est appelé . f)En raison des dimensions de la Terre, il se forme grands courants de convection, en forme de , disposés de part et d’autre de l’. 2.Complétez le schéma suivant en représentant, sur le globe, les courants de convection et en inscrivant le nom des courants dans les boîtes prévues à cette fin. 3.Complétez les phrases suivantes: a)Les courants de convection de la et ceux de la sont les quatre principaux courants de convection.Les deux courants de convection des font la jonction entre les courants principaux.SE
É STEST
2.3
NOM: GROUPE: DATE: 1/2Fiche SAVOIRS
TE 2.3
CONCEPT
Les courants de convection.Figure 1
Cour
ants des régions tempérées
circul
ation
atmosphérique Soleil ch
aleur convection dil
ate diminue contr
acte
augmente cour
ant de convection six b oucle équ
ateur zone inter tropic
ale zone pol
aire régions tempérées
Cour
ants pol
aires Cour
ants inter tropic
aux
CORRIGÉ Synergie•Terre et espace • Concept 2.3Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. 22b)Si la Terre n’effectuait pas de rotation sur elle-même, les vents de surface se déplaceraient
La force de Coriolis
4.Complétez les phrases suivantes. a)La force de Coriolis est b)Cette force fait dévier la trajectoire des objets en mouvement sur la Terre, vers la droite dans et vers la gauche dansLes vents dominants
5.Donnez la définition des vents dominants. 6.a)Complétez le schéma suivant en indiquant: •le nom des vents dominants dans les boîtes prévues à cette fin; •la direction des vents dominants à l’aide de flèches, directement sur l’illustration. b)Reliez chaque nom aux vents dominants correspondants.Les courants-jets
7.Donnez la définition des courants-jets. 8.Complétez les phrases suivantes. a)Les courants-jets sont générés par le contact entre . b)Les courants-jets suivent des trajectoires , à la manière de ondulant à haute altitude.SE SESTEST
STE
SESTEST
NOM: GROUPE: DATE: Fiche SAFiche SA
TE 2.3
Tropique Équateur TropiqueTropique Les vents dominants.Figure 2du nord
au sud et du sud
au nord
CORRIGÉ
Ve nts d’ouest domin
ants Alizés du sud-est Ve nts d’est pol
aires
Ve nts d’est pol
aires Alizés du nord-est Ve nts d’ouest domin
ants
l’hémisphère Nord
l
aforce produite p
ar l
arot
ation de l
aT e rre l’hémisphère Sud Ve nts très r
apides qui circulent
au sommet de l
atroposphère.
Gr
ands corridors de vent dont l
adirection est déterminée p
ar l’
action des cour de convection et de l
aforce de Coriolis. les m
asses d’
air froid et d’
acircul
aires longs rub
ans
Synergie•Terre et espace • Concept 2.4Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. 26
Les cyclones et les anticyclones
Manuel, p. 256 à 260 1.Donnez la définition de chacun des termes suivants. a)Cyclone : b)Anticyclone : c)Pression atmosphérique : d)Front : 2.Quels facteurs peuvent faire varier la pression atmosphérique? 3.Quelle est la pression atmosphérique normale? Que représente-t-elle? 4.À quelle pression considère-t-on une pression atmosphérique comme : a)basse (D)? b)haute (A) ? 5.Par quel autre nom désigne-t-on un anticyclone ? 6.Comment un anticyclone se forme-t-il ?É
ATSSTEST
2.4
NOM: GROUPE: DATE: 1/2Fiche SAVOIRS
TE 2.4
CONCEPT
Zone de l’
atmosphère où de l’
air rel
ativement ch
aud monte en tourn
ant. Zone de l’
atmosphère où de l’
air rel
ativement froid descend en tourn
ant. Force exercée p
ar le poids de l’
atmosphère sur l
asur f
ace de l
aT e rre. Ligne de tr
ansition entre les m
asses d’
air . L’
altitude et l
atempér
ature de l’
air . À une pression inférieure à 1 0 1,3 kP
a. Un
anticyclone se forme lorsqu’une m
asse d’
air se dépl
ace
au-dessus d’un sol froid. À ce moment, l’
air se refroidit, devient plus dense et descend vers le sol. À mesure que l’
air
arrive
au sol, de plus en plus d’
air froid est
aspiré des
altitudes supérieures. Il se forme
alors une zone de h
aute pression, l’
anticyclone.
À une pression supérieure à 1 0 1,3 kP
a. L’ expression « zone de h
aute pression » désigne ég
alement un
anticyclone.
L
apression
atmosphérique norm
ale est de 1 0 1,3 kP
a. Elle représente une estim
ation de l
apression mo yenne des m
asses d’
air , mesurée
au nive
au de l
amer d
ans les régions tempérées.
CORRIGÉ Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. Synergie•Terre et espace • Concept 2.427
7.Par quels autres noms désigne-t-on un cyclone ? 8.Comment un cyclone se forme-t-il ? 9.Quelles formes un cyclone peut-il prendre? Laquelle de ces formes est la plus imposante? 10.Comment désigne-t-on les ouragans dans les régions suivantes ? a)océans Atlantique et Pacifique Nord-Est : b)océan Indien : c)océan Pacifique Ouest : 11.Décrivez les trois conditions générales qui régissent la formation d’un ouragan. 12.Quelles sont les conséquences possibles d’un ouragan sur une population? 13.Qu’est-ce qu’un front? Nommez les deux types de fronts les plus communs. 14.Comment un cumulonimbus se forme-t-il?
NOM: GROUPE: DATE: 2/2Fiche SAVOIRS
TE 2.4
CORRIGÉ
Le s expressions « zone de b
asse pression » et « d épression » désignent ég
alement un cyclone. Un cyclone peut prendre l
aforme d’une dépression tropic
ale, d’une tempête tropic
ale ou encore d’un our
ag
an, qui est l
aforme l
aplus impos
ante.
Un cyclone se forme lorsqu’une m
asse d’
air circul
ant à l
asur f
ace d’un sol rel
ativement ch
aud ou d’un océ
an voit s
am
asse volumique diminuer . À ce moment, l’
air ch
aud monte, ce qui crée une zone de b
asse pression (D). En mont
ant, l’
air ch
aud
aspire de l’
air plus froid qui vient combler le vide l
aissé
au sol. En se dépl
aç
ant, cet
air est dévié p
ar l
aforce de Coriolis et se met à tourbillonner ; il se forme
alors un cyclone. 1) Des conditions
atmosphériques propices à l
aform
ation d’un or
age. 2) Une tempér
ature de l’e
au de l’océ
an d’
au moins 26 °C à une profondeur de 6 0 m, qui constitue l
asource d’énergie de l’our
ag
an. 3) L
aprésence d’une for te dépression tropic
ale. Plusieurs réponses possibles. Exemple : L ’onde de tempête de l’our
ag
an peut c
auser des inond
ations. L e s for ts vents qui l’
accomp
agnent peuvent c
auser l
adestruction des m
aisons et des bâtiments. L e s for tes pluies et l
agr
ande qu
antité d’e
au qui peut tomber en un cour t l
aps de temps peuvent c
auser des glissements de terr
ain. Le cumulonimbus se forme lorsqu’un front froid soulève une m
asse d’
air ch
aud ; les nu
ages se forment le long de ce front.
Un front est l
aligne de tr
ansition entre les m
asses d’
air . L e s fronts les plus communs sont les fronts froids et les fronts ch
auds.
Our
ag
ans. Cyclones tropic
aux. Typhons.
Synergie • TE S2 • Corrigé Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc.
C12
Synergie•Terre et espace • Concept 2.5Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. 32
L’ ozone
Manuel, p. 261 à 263 1. Complétez les phrases suivantes. a)L’ozone (O3) est un gaz dont les molécules sont constituées de atomes d’. b)L’ozone représente environ 90% de tout l’ozone présent dans l’. c)Certains gaz, comme les (CFC) et autres composés halogénés provenant de l’activité humaine, détruisent l’ozone . d)L’ozone est l’un des constituants du et participe à l’effet de renforcé. 2.En quoi l’ozone possède-t-il des propriétés qui peuvent être bénéfiques ou nuisibles à la vie sur Terre? Expliquez votre réponse. 3.Quelles sont les trois étapes du cycle de l’ozone? 4.Combien de molécules d’ozone (O3) un seul atome de chlore (Cl) peut-il détruire? 5.Quelle est l’origine du mot «smog»? 6.D’où provient l’ozone troposphérique?É
STE
2.5
NOM: GROUPE: DATE: 1/1Fiche SAVOIRS
TE 2.5
CONCEPT
trois oxygène str
atosphérique
atmosphère chlorofluoroc
arbures str
atosphérique troposphérique smog serre L’ozone est bénéfique lorsqu’il se trouve d
ans l
astr
atosphère, c
ar il empêche les r
ayons ultr
aviolets (UV) néf
astes du Soleil d’
atteindre l
asur f
ace de l
aT e rre. Il est toxique lorsqu’il se trouve près du sol, d
ans les premiers mètres de l
atroposphère, c
ar il p
articipe à l
aform
ation du smog et de l’effet de serre renforcé. Un seul
atome de chlore (Cl) peut détruire des diz
aines de milliers de molécules d’ozone (O
3). Le mot « smog » est un mot-v
alise formé des mots
angl
ais
smoke(fumée) et
fog(brouill
ard). L’ozone troposphérique est essentiellement produit p
ar les ré
actions chimiques mett
ant en jeu des pollu
ants chimiques tels que le monoxyde d’
azote (NO) et le dioxyde d’
azote (NO
2), sous l’effet du r
ayonnement sol
aire.
1) À l
asuite de l’
absorption d’énergie sol
aire d
ans l’
atmosphère, ch
aque molécule de dioxygène (O
2) se décompose en deux
atomes d’oxygène. 2) Ch
aque
atome d’oxygène se combine
avec une molécule de dioxygène pour former de l’ozone. 3) L ’ozone
absorbe le r
ayonnement ultr
aviolet et se décompose de nouve
au en dioxygène et en un
atome d’oxygène. Et le cycle se poursuit.
CORRIGÉ
Synergie•Terre et espace • Concept 2.6Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. 38
NOM: GROUPE: DATE: 3/3Fiche ACTIVITÉ
TE 2.6
c)Sachant que la population du Canada s’élevait à 24,3 millions d’habitants en 1980 et à 30,6millions en 2000, calculez la quantité de dioxyde de soufre (SO2) émise en moyenne par habitant au cours de ces deux années. d)Calculez le pourcentage de réduction des émissions de dioxyde de soufre (SO2) pour chaque habitant durant la période de 1980 à 2000. e)Selon des organismes environnementaux, la Chine a rejeté 19,95 millions de tonnes de dioxyde de soufre (SO2) durant l’année 2000. Quel est le rapport entre cette quantité et la masse de dioxyde de soufre émise par le Canada durant la même année ?Réponse: Réponse:
Réponse:
4,65 10
9kg 24,3 10
6h
abit
ants 2,55 10
9kg 30,6 10
6h
abit
ants
Émissions en 1 9 8 0 : 4,65 10
9kg ; popul
ation : 24,3 10
6h
abit
ants Émission mo yenne p
ar h
abit
ant en 1 9 8 0 : 1 9 1,35 kg/h
abit
ant Émissions en 2000 : 2,55 10
9kg ; popul
ation : 30,6 10
6h
abit
ants Émission mo yenne p
ar h
abit
ant en 2000 : 83,33 kg/h
abit
ant 1 9 1,35 kg/h
abit
ant en 1 9 8 0 et 83,33 kg/h
abit
ant en 2000. P ourcent
age de réduction : 1 00 56,45 % 56,45 %, donc plus de l
amoitié en 20
ans.
CORRIGÉ
1 9 1,35 kg 83,33 kg 1 9 1,35 kg Chine : 1 9,95 10
9kg C
an
ad
a: 2,55 10
9kg R
appor t: 7,82 7,82, soit environ huit fois plus en Chine qu’
au C
an
ad
a.
1 9,95 10
9kg 2,55 10
9h
abit
ants
La contamination atmosphérique
Manuel, p. 264 à 267 1.Complétez les phrases suivantes. a)La contamination atmosphérique est la modification de la de l’atmosphère par diverses substances qui proviennent de naturelles ou qui sont issues de l’ . b)Les polluants atmosphériques peuvent être classés en polluants et en polluants . c)Les polluants primaires comptent cinq principaux contaminants : les , (SO2), le (CO), (NOx) et les volatils (COV). d)La contamination atmosphérique causée par les polluants primaires a des effets multiples sur la et sur . 2.Quels polluants primaires les voitures électriques et le covoiturage aident-ils à diminuer ? 3.Quels sont les effets néfastes des particules en suspension sur la santé humaine ? 4.Quels principaux gaz sont responsables des pluies acides ? 5.À partir de quelle valeur de pH une pluie est-elle considérée comme acide ? 6.Pourquoi l’agriculture intensive est-elle une source importante de pollution atmosphérique ?É
SESTE
2.6
Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. Synergie•Terre et espace • Concept 2.639NOM: GROUPE: DATE: 1/1Fiche SAVOIRS
TE 2.6
CONCEPT
composition sources
activité hum
aine prim
aires second
aires p
articules en suspension le dioxyde de soufre monoxyde de c
arb one les oxydes d’
azote composés org
aniques s
anté hum
aine l’environnement
CORRIGÉ
Le s pollu
ants prim
aires qui sont produits p
ar le tr
anspor t : le dioxyde de soufre (SO
2), les oxydes d’
azote (NO
x) et le monoxyde de c
arb one (CO). Le s p
articules en suspension peuvent
altérer les fonctions pulmon
aires des personnes sensibles et véhiculer des composés toxiques. L’
agriculture intensive est une source impor t
ante de pollution
atmosphérique pour les r
aisons suiv
antes : 1) L ’utilis
ation d’engr
ais
azotés pour fer tiliser les sols entr
aîne le rejet de qu
antités impor t
antes d’
ammoni
ac (N H
3) d
ans l’
atmosphère. 2) L ’élev
age du bét
ail est respons
able, p
ar l’intermédi
aire des déjections
anim
ales, de près de 4 0 % des émissions d’
ammoni
ac (N H
3) issues de l’
activité hum
aine et de gr
andes qu
antités de méth
ane (C H
4), qui est un g
az à effet de serre très connu.
Le dioxyde de soufre (SO
2) et les oxydes d’
azote (NO
x) sont les princip
aux g
az respons
ables des pluies
acides. Une pluie est considérée comme
acide lorsque son pH est inférieur à 5,6.
Synergie • TE S2 • Corrigé Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc.
C16
Synergie•Terre et espace • Concept 2.7Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. 44
Les ressources énergétiques de l’atmosphère
Manuel, p. 268 à 271 1.Complétez les phrases suivantes. a)Les ressources énergétiques de l’atmosphère sont l’énergie , qui peut être transformée en énergie mécanique ou électrique, et l’énergie . b)L’énergie éolienne est l’énergie produite par le déplacement des . c)Deux types d’éoliennes sont couramment utilisés pour produire de l’électricité: l’(EAH) et l’(EAV). d)Il est possible de récupérer l’énergie contenue dans l’air au moyen d’une . 2.D’où vient le nom «éolienne»? 3.Quelle vitesse de vent minimale est requise pour qu’une éolienne produise de l’énergie électrique de façon rentable? 4.Quelles sont les trois composantes de base d’une éolienne? 5.Lorsque la température extérieure de l’air est de 17°C, le coefficient de performance (COP) d’une thermopompe est de 3,7. Quelle quantité d’énergie électrique consommera cette thermopompe si celle-ci doit extraire 100 kWh d’énergie thermique de l’air?ATSSTEST É
2.7
NOM: GROUPE: DATE: 1/1Fiche SAVOIRS
TE 2.7
CONCEPT
CORRIGÉ